【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空发动机温度传感器，特别是涉及一种温度传感器的可靠性优化评价方法。
技术介绍
1、航空发动机是一种以连续流动的气体为工质，把热能转化为机械能的旋转式动力机械。为检测航空发动机内部温度的变化，热电偶温度传感器用来测量气流温度最为广泛，由于航空发动机是典型的高温、高压和高流速的高负荷复杂的流体机械系统，航空发动机用温度传感器工况环境恶劣，在流体循环载荷及外部振动激励作用下，易对温度传感器产生一定的影响，造成其可靠性差和寿命短。严重时，温度传感器可能发生断裂，碎片将会进入到发动机内部，毁坏发动机内部其他器件，直接危及发动机的安全与可靠运行。
2、由于现代航空发动机内工况多变，温度传感器的低周疲劳损伤远大于高周疲劳损伤，通过传统的可靠性仿真试验得出的可靠性结果往往有较大偏差。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种度传感器的可靠性优化评价方法，能够获得准确的可靠性优化及评价结果。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种温度传感器的可靠性优化评价方法，包括以下步骤：
3、统计温度传感器在其实际工况条件下的故障模式数据；
4、根据所述故障模式数据对温度传感器进行仿真分析，并根据仿真分析结果确定其振动薄弱环节以及估计其疲劳寿命值；
5、对温度传感器进行可靠性建模并计算出其可靠性理论值；
6、根据所述仿真分析结果，针对温度传感器的薄弱环节进行可靠性优化；
7、通过
8、进一步的，所述根据所述故障模式数据对温度传感器进行仿真分析，包括：
9、对温度传感器自身振动特性进行模态分析，并基于模态分析结果施加振动载荷进行功率谱密度分析；
10、采用有限元法计算温度传感器在温度载荷和压力载荷下的热应力场和热应变场。
11、进一步的，所述振动薄弱环节是根据功率谱密度分析结果来确定的。
12、进一步的，所述疲劳寿命值是根据所述仿真分析结果，计算获得的同时受到振动载荷、温度载荷以及压力载荷条件下的疲劳寿命。
13、进一步的，所述针对温度传感器的薄弱环节进行可靠性优化是通过对安装方式、封装连接、以及整体结构振动特性的优化来实现的。
14、进一步的，所述对温度传感器进行可靠性建模，是通过设定温度传感器各个单元只有正常和故障两种状态，且各单元的寿命服从指数分布，采用串联可靠性模型对温度传感器进行可靠性建模来实现的。
15、进一步的，温度传感器的可靠性理论值计算数学模型表示为：
16、
17、其中，n为温度传感器包含的单元数，λi为第i个单元的故障概率。
18、进一步的，所述通过对比分析优化前后温度传感器的疲劳寿命值和可靠性理论值来评价可靠性优化效果，包括：
19、根据温度传感器的疲劳寿命值，基于熵值法计算获得温度传感器的可靠性评价指标值；计算可靠性优化效果ξ为
20、
21、其中，ui和u’i分别为优化前后温度传感器的可靠性评价指标值，m和m’分别为优化前后温度传感器的可靠性理论值。
22、进一步的，所述根据温度传感器的疲劳寿命值，基于熵值法计算获得温度传感器的可靠性评价指标值，包括：
23、获取不同载荷下温度传感器各个单元的所述仿真分析结果，得到指标数据矩阵；
24、对指标数据矩阵进行归一化处理得到第一处理矩阵；
25、将第一处理矩阵中各元素与其所在列所有元素的和作商，得到第二处理矩阵；
26、基于第二处理矩阵计算各个指标数据的熵值，进而计算得到各个指标数据的熵值冗余度，以及温度传感器各个单元的权重；
27、根据各个单元的权重与指标数据矩阵计算得到温度传感器的整体可靠性水平。
28、进一步的，所述各个指标数据的熵值表示为：
29、
30、其中，k为调节系数，m＝3，分别为振动载荷、高温载荷和压力载荷，pin为第二处理矩阵。
31、有益效果
32、由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术通过根据温度传感器在其实际工况条件下的故障模式数据，进行动态仿真分析和静力学仿真分析，并根据仿真分析结果确定传感器的振动薄弱环节以及估计传感器的疲劳寿命值，进而针对性的进行可靠性优化，并基于熵值法定量评价传感器可靠性优化效果，能够获得准确获的航空发动机工况下的热电偶温度传感器可靠性优化及优化评价结果。
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1.一种温度传感器的可靠性优化评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述故障模式数据对温度传感器进行仿真分析，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述振动薄弱环节是根据功率谱密度分析结果来确定的。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述疲劳寿命值是根据所述仿真分析结果，计算获得的同时受到振动载荷、温度载荷以及压力载荷条件下的疲劳寿命。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对温度传感器的薄弱环节进行可靠性优化是通过对安装方式、封装连接、以及整体结构振动特性的优化来实现的。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对温度传感器进行可靠性建模，是通过设定温度传感器各个单元只有正常和故障两种状态，且各单元的寿命服从指数分布，采用串联可靠性模型对温度传感器进行可靠性建模来实现的。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，温度传感器的可靠性理论值计算数学模型表示为：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过对
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据温度传感器的疲劳寿命值，基于熵值法计算获得温度传感器的可靠性评价指标值，包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述各个指标数据的熵值表示为：
...【技术特征摘要】
1.一种温度传感器的可靠性优化评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述故障模式数据对温度传感器进行仿真分析，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述振动薄弱环节是根据功率谱密度分析结果来确定的。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述疲劳寿命值是根据所述仿真分析结果，计算获得的同时受到振动载荷、温度载荷以及压力载荷条件下的疲劳寿命。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对温度传感器的薄弱环节进行可靠性优化是通过对安装方式、封装连接、以及整体结构振动特性的优化来实现的。
6.根据权利要求1所述的方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：高锋，彭德润，赵振平，郭子昂，王旭，黄超，李哲辉，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司上海航空测控技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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